2017年北方工业大学自动控制原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 局部反馈校正在控制系统的设计过程中起什么作用？
【答案】局部反馈校正在控制系统中的应用可以减小系统的惯性，加快系统的反映速度，从而提高系统的调节品质。
2． 对于最小相位系统而言，采用频率特性法实现控制系统的动静态校正的基本思路是什么？静态校正的理论依据是什么？动态校正的理论依据是什么？
【答案】设校正装置的形式为
，根据开环传递函数的形式以及对系统静态指标
的取值；然后再根据对系统的
的具体要求，确定校正装置中积分环节P 的个数，以及比例环节网络，实施动态校正。
动态指标的要求，根据受控对象的结构特征，选择超前校正网络、滞后校正网络或滞后超前校正
静态校正的理论依据：通过改变低频特性，提高系统型别和开环增益，以达到满足系统静态性能指标要求的目的。
动态校正的理论依据：通过改变中频段特性，使穿越频率和相角裕量足够大，以达到满足系统动态性能要求的目的。
3． 系统校正方法通常有哪几种？它们各有什么特点？请简单分析叙述之。
【答案】按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正可以分为串联校正，反馈校正和复合校正。
串联校正环节和原系统直接连接，其频率特性直接和原系统的频率特性相加，串联校正对参数变化敏感、简单易用。
反馈校正利用反馈校正装置包围待校正系统中极不利于系统性能的环节，形成局部反馈回路，在局部反馈回 路的开环幅值远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，可以忽略被包围的部分，从而 使校正后系统的性能满足要求。反馈校正装置可以削弱系统非线性特性的影响，降低系统的时间常数，提高系统 的鲁棒性，抑止系统噪声。
复合校正主要是为了减小误差，在反馈回路中加入前馈通路，前馈控制主要用于下列场合：①干扰幅值大且频繁、对被控变量影响剧烈、单纯反馈控制达不到要求时；②主要干扰是可测不可控的变量；③对象的控制通道 滞后大、反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。
二、分析计算题
4． 已知单位负反馈系统的开环传递画数为
（1）作出对数渐近幅频特性曲线和相频特性曲线，用对数频率稳定判据判断闭环系统的稳定性；
（2）若要求保持稳定裕度及截止频率不变，但将斜坡输入下的稳态误差减为原来的一半，试说明应如何选择串联校正网络的参数
（只要求说明选择的原则，不要求详细计算。）
【答案】⑴
转折频率为
系统的对数渐近幅频和相频特性曲线如图所示。
图
用对数的奈奎斯特判据易知该系统稳定。
（2）串入校正环节后要使系统对斜坡输入下的稳态误差减为原来的一半，则系统的速度误差系数应该为原来的两倍，故
增益加入后整个系统的开环增益增大，原系统的剪切频率将增
大，为了使校正后系统的截止频率不变，校正环节在中频段应该能提供负的幅值（对数坐标下），校正环节在原系统的剪切频率处的幅值应为1，幅角为0, 可采用串联滞后环节。
5．
用梅逊公式求图所示系统的传递函数
设误差定义
图
【答案】（1）令由图可知，从输入
到输出
求传递函数
共有两条前向通道，分别为
无互不接触的回路，故主特征式为
余子式为
根据梅逊公式，可得系统的传递函数为
（2）令很容易得到
（3）令由图可知，从
到输出
求传递函数
只有一条前向通道，即
无互不接触的回路，故主特征式为
余子式为
根据梅逊公式，可得系统的传递函数为
（4）令
由图可直接得到
（5）令根据误差定义
求传递函数
求传递函数可得
（6）令
求传递函数
（7）令
求传递函数
,
（8）令
求传递函数
有两个单独回路，分别为
求传递函数
.
有两个单独回路，分别为